Kapitel 1

Das 3D Studio Max von Kinetix enthaelt ein vollstaendiges, dreidimensionales System inverser Kinematik, mit dem umfangreiche Hierarchien von Objekten animiert werden koennen, indem ein einzelnes Objekt in der Kette bewegt wird. Wir entschieden uns einen weiteren Roboterarm in 3D Studio Max zu modellieren und die inverse Kinematik bei der Animation mit zu verwenden. Es besteht die Moeglichkeit 3D Studio Max Modelle mit Hilfe eines Konvertierungsprogrammes in VRML zu integrieren.
Das Modellieren des Roboterarms geschieht mit Hilfe von zur Verfuegung stehenden primitiven Objekten, welche durch die Extrusionsfunktion wunschgemaess veraendert werden koennen. Das Modell besteht aus fuenf Bestandteilen, welche ueber die Objekthierarchie mit einander verknuepft werden. Dabei wird das oberste Glied des Roboterarms (die Hand) als das uebergeordnete Glied definiert (Verknuepfung 1). Die nachfolgenden Glieder werden dementsprechend weiter definiert. Erst jetzt kann die Funktion Inverse Kinematik aufgerufen werden.

Kapitel 2

Das Aufrufen der Funktion Inverse Kinematik erfolgt einfach ueber eine Schaltflaeche. Die Inverse Kinematik wird nun von uebergeordneten Objekt zu den untergeordneten Objekten fortgesetzt. Bevor man jedoch hiermit Bewegungen animieren kann, ist es wichtig die Gelenkparameter einzustellen. Somit wird festgelegt, welche Achsen der einzelnen Objekte drehbar sind und wie weit sie gedreht werden koennen. Ausserdem kann man festlegen, wie die einzelnen Objekte im Verhaeltnis zu ihren uebergeordneten Objekt entlang der Achsen verschoben werden. All dies erfordert eine sorgfaeltige Planung, um spaetere Fehlbewegungen zu vermeiden.
Als erstes definiert man die Gelenkparameter fuer die Hand. In der Befehlspallette "Hierarchie" wird die Schaltflaeche "IK" eingeschaltet. In dieser Pallette werden die Steuerelemente angezeigt. Interessant sind die Rollouts "Gleitgelenke" und "Drehgelenke". Im Rollout "Drehgelenk" kannfestgelegt werden um welche Achsen wieweit ein Objekt gedreht werden kann.
Im Rollout "Gleitgelenke" werden die gleichen Funktionen mit der Position von Objekten durchgefuehrt. Hier kann ein Objekt entlang einer Achse von seinem uebergeordneten Objekt wegverschoben werden. Die Gleitgelenke werden in diesem Fall nicht aktiviert. Die Drehgelenke werden in der Y- und Z-Achse ebenfalls deaktiviert. Nur die X-Achse darf unbeschraenkt , das heisst sich um 360 Grad drehen.
Als naechstes folgt die Beschraenkung des horizontalen Kolbens. Die Drehgelenke sind hier deaktiviert worden. Bei den Drehgelenken wird die X-Achse begrenzt von einem Wert 275 bis 750. Mit 750 Einheiten hat der Kolben fast die ganze Laenge des Arms.
Die Beschraenkung des Arms ist der naechste Schritt. Im Gegensatz zur Hand soll der Arm so beschraenkt werden, dass er nicht ueber den Spielraum des Gelenks (des uebergeordneten Objekts) hinaus bewegt werden kann. Im Rollout "Gleitgelenke werden hierfuer die X- und Z-Achse deaktiviert. Im Bereich Y-Achse werden die Zahlenauswahlfelder "Von" "Bis" so eingesetellt, dass der Arm innerhalb des Gelenkspielraums bewegt werden kann. (etwa -25 bis 25).
Das nun folgende Gelenk ermoeglicht eine unbeschraenkte , volle Drehung um 360 Grad. Der vertikale Kolben bewegt sich nach oben und unten und ist so beschraenkt dass es nicht aus der Basis gleiten kann.
Als letztes existiert das Basisobjekt. ist es das Stammelement der Anordnung. Es muss unbeweglich sein. Daher sind die Drehachsen deaktiviert.

Kapitel 3

Es gibt zwei Methoden mit inverser Kinematik zu animieren. Dies sind die Interaktive Inverse Kinematik und die Angewendete Inverse Kinematik. Bei unserem Modell wurde lediglich die Interaktive Methode benutzt. Diese ist zwar einfach Handzuhaben doch nicht besonders genau bei der Definition des Bewegungsablaufs. Fuer unsere Zwecke war sie jedoch vollkommen ausreichend.
Nach der Aktivierung der Schaltflaeche "Animation" wird zunaechst eine Bewegung bis Frame 20 durch Umpositionieren des Roboterarms erreicht. Dabei wird nur das Handobjekt gezogen. Dieser Vorgang wurde mit Frame 50, 70 und 100 in unterschiedlichen Bewegungen wiederhohlt.
Beim Arbeiten mit der angewendeten Inversen Kinematik wird ein Folgeobjekt beziehungsweise Dummy erstellt. Als naechstes bindet man die Hand an den Dummy und kann so wesentlich genauer den Dummy im Raum bewegen, wobei die Hand und somit der gesammte Roboterarm den Bewegungen des Dummys folgt.